搅拌摩擦焊缝检测

发布时间：2024-01-29




1.前言


搅拌摩擦焊接（FSW）是一种常用于高级别应用中的铝制工件的制造工艺，特别是在航空航天工业中。常规焊接方式只是使用填充焊料进行焊接，而搅拌摩擦焊接方式与此不同，它需要使用一种搅拌针，将焊接区域的两片金属加热混合在一起。

相比传统的焊接方式，搅拌摩擦焊接具有更多的优势：搅拌摩擦焊接方式可以避免生成那些在使用其它焊接方式时，伴随液相冷却过程而生成的缺陷类型。其它还有些缺陷类型经常会发生在温度不足或焊接条件不好的情况下；必须要正确识别和定量这些缺陷。


2.自然缺陷


不同类型的缺陷会在搅拌摩擦焊缝中出现，例如：在焊缝两侧材料之间出现的连续性不完整接合（被称为“飞边”缺陷）、孔洞缺陷，以及未焊透缺陷。此外，由于搅拌摩擦焊接工艺的特性，还会在焊缝中生成随机方向的缺陷。




3.校准缺陷



位于外壁和内壁的纵向、横向和斜向刻槽在校准过程中被用作参考缺陷。还会使用横通孔绘制时间校正增益（TCG）曲线，这种曲线可以说明材料内部的信号衰减情况。



4.检测技术


纵向和斜向缺陷

奥林巴斯的64晶片探头与垂直于焊缝线方向放置的正常方向水耦合楔块一起使用，可以确保正确探测到整个焊接区域中的纵向和斜向缺陷。在检测中还可以通过倾斜探头，加强对斜向缺陷的探测和定量能力。


横向缺陷

奥林巴斯的64晶片探头与平行于焊缝线方向放置的横向水耦合楔块一起使用，可以方便地对横向缺陷进行探测。这些探头可以确保覆盖完整的焊接区域。






5.聚焦法则及覆盖模拟


这里要注意，在制作聚焦法则时，搅拌摩擦焊的坡口形式类似于I型坡口，检测区域也做到至少有两个不同方向的声束覆盖，聚焦方式选择聚焦在融合面附近。

在检测横向缺陷时可采用相同聚焦法则，骑跨焊接区域检测。


实际检测中发现的根部未熔合信号：




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